Университеты и научные учреждения второе переработанное и дополненное издание

К моменту организации СФТИ советская физика и основные центры советской физики настолько выросли и окрепли, что создалась возможность выделения высококвалифицированных кадров для физико-технических институтов на периферии. Основная роль в развертывании сети новых физико-техниче­ских институтов принадлежала Гос. Физико-техническому ин­ституту в Ленинграде, который принял ближайшее участие в разработке планов новых институтов и выделил для них кадры. Организованы были в 1928 г. два новых института — украин-

ский и сибирский и затем, позднее, уральский. Группа том­ских физиков под руководством проф. В. Д. Кузнецова вела работу в области физики твердого тела. Разрабатывались преимущественно вопросы, относящиеся к механическим свой­ствам твердых тел, при чем работа осуществлялась в тесном контакте с работниками в области металлографии и сопро­тивления материалов — проф. Н. А. Доровидовым и Ю. В. Грдина. Еще до преобразования института прикладной физики в СФТИ этой группой велось много работ по заданиям транспорта и промышленности.

Работы общего характера относились преимущественно к ис­следованию внутреннего трения в твердых телах и изучению твердости. В то время как объектами работ прикладного значения были технические металлы (например, ряд работ от­носился к рельсовой стали), работы общего характера велись с наиболее простыми в смысле возможности теоретической интерпретации объектами — монокристаллами кубической си­стемы, преимущественно кристаллами каменной соли, которая в связи с работами акад. Иоффе и Смекала привлекла особый интерес физиков.

Еще в период подготовительных работ по организации СФТИ проф. Кузнецов в связи с изучением влияния различ­ных факторов на твердость разработал весьма чувствительный метод относительного измерения твердости — метод затухаю­щих колебаний, основанный на измерении декремента затуха­ния маятника острием стального ножа, опирающегося на иссле­дуемую поверхность. В дальнейших работах в лаборатории молекулярной физики СФТИ конструкция маятника проф. Куз­нецова была усовершенствована, и в настоящее время этот при­бор получил в Союзе довольно широкое распространение при исследованиях твердости.

Группа работников Института прикладной физики — специ­алистов в области металлографии и сопротивления матери­алов, — расширяя тематику прикладного значения, организовала в 1929 г. в составе СФТИ Сибирский филиал Всесоюзного института металлов, выделившийся затем в 1930 г. из СФТИ в самостоятельный институт — Сибирский институт металлов, в настоящее время наиболее мощный из отраслевых институ-

30

тов Западной Сибири. Между СФТИ и Институтом металлов, сохраняется постоянный контакт в виде совместной разработки ряда тем и согласования тематических планов.

Томская группа научных работников, составившая основное ядро СФТИ. была в известной степени оторвана от наиболее передовых областей современной физики и поэтому для под­нятия теоретического уровня, для внедрения в работы институ­та современной техники физического эксперимента необходимо было выделение в составе института группы научных работни­ков, которая смогла бы обеспечить разрешение этих задач. Эту сторону организации института взял на себя Ленинград­ский физико-технический институт, выделивший в состав СФТИ четырех своих работников: П. С. Тартаковского, М. И. Корсунского, А. М. Вендеровича, Э. З. Каминского. Для руко­водства лабораторией физической химии был кроме того при­глашен М. И. Усанович из Киева и для руководства радиолабо­раторией — В. Н. Кессених из Ростова.

За истекший период своего существования СФТИ не имел резко очерченного профиля в смысле направления и содер­жания научных работ. Хотя планами СФТИ и предусматри­валось постоянное и систематическое участие в индустриа­лизации Сибири и несмотря на то, что вокруг уже разверну­тых к моменту организации СФТИ работ по механическим свойствам твердого тела можно было бы построить более целеустремленную тематику, практически решающую роль в выборе тематики играли личные интересы руководящих на­учных работников института и направление их предыдущей

работы. Вследствие такой установки на жизнь института в те­чение продолжительного времени сильно влияли тенденции к изоляции от промышленности и отрыв от социалистического строительства; в то же время отсутствовало какое-либо объеди­няющее начало, хотя бы и чисто теоретического характера. Ин­ститут развивался как универсальный институт, но этот уни­версализм не отвечал ни комплексному характеру какой-либо основной проблемы, поставленной перед институтом, ни разно­образию требований, предъявляемых к институту задачами ин­дустриализации.

В 1932 г. постановлением коллегии Наркомпроса институт был включен в систему Томского университета как центра под­готовки научных кадров и научно-исследовательской теорети­ческой работы в Западной Сибири. Одновременно с реализа­цией этого постановления развернулась и систематическая ра­бота по включению СФТИ в разрешение ведущих проблем вто­рой угольно-металлургической базы.

Основные проблемы, определившие содержание работ СФТИ и в то же время более или менее соответствующие роли инсти­тута как научного центра, на котором лежит разрешение фи­зико-технических проблем, выдвигаемых индустриализацией Сибири, таковы: 1. Структура и механические свойства твердых тел. 2. Электрические свойства твердых тел и полупроводников. 3. Электрохимия. 4. Адсорбция и поверхностные явления. 5. Излучение и распространение электромагнитных волн.

Кроме этих основных вопросов в институте разрабатывался и разрабатывается еще целый ряд других проблем как отно­сящихся к отдельным задачам, выдвигаемым развитием совре­менной физики, так и ставившихся по заданиям хозяйственных организаций, отраслевых институтов и заводских лабораторий.

Тематика института сгруппирована по следующим лаборато­риям: 1. Лаборатория молекулярной физики (проф В. Д. Куз­нецов). 2. Лаборатория физической химии (проф. М. И. Усано­вич). 3. Радиолаборатория (проф. В. Н. Кессених). 4. Лабора­тория электронных явлений (проф. П. С. Тартаковский). 5. Рентгеновская лаборатория. 6. Теоретический отдел (проф. П. С. Тартаковский).

30*

Кроме этих лабораторий в составе СФТИ существовало и организовалось еще несколько лабораторий, не оказавшихся достаточно жизненными и вследствие этого ликвидированных.

Лаборатория молекулярной физики в первые годы особое внимание уделяла внутреннему трению металлов и твердости. Мы уже говорили о разработанном в связи с исследованиями твердости маятнике проф. Кузнецова. С этим маятником иссле­довалась зависимость твердости от направления, обнаружено было отсутствие скачкообразных изменений твердости при изменении температуры цинка в пределах до 200°, когда можно было ожидать перехода цинка из одной модификации в другую, и был проведен ряд других работ. В настоящее время по заданию Сталинского металлургического завода из­готовляется прибор аналогичной конструкции для исследования твердости рельсовой стали.

Видное место в работах лаборатории уделялось и уделяется пластической деформации и связанному с этим вопросом во­просу об усталости металлов.

В качестве наиболее интересного результата работы лабора­тории в этом направлении можно отметить открытый инж. Кон­виссаровым и студ. Строкопытовым эффект при изучении уста­лости металла при повторных деформациях. Этот эффект заключается в следующем. Металлический стержень закреп­ляется одним концом неподвижно, а другим зажимается в муф­ту, могущую совершать знакопеременные кручения с большим числом периодов и с задаваемой по желанию амплитудой. Под­вергая стержень быстрым знакопеременным кручениям (около 3000 в мин.), легко обнаружить, что во время этих быстропе­ременнык. деформаций стержень становится весьма пластич­ным по отношению к дополнительным силам и, в частности, что особенно ярко получается с медью, начинает провисать от собственного веса; как только прекращается знакопеременное кручение, сейчас же восстанавливаются упругие свойства ме-

Опытная установка СФТИ по передаче неподвижных изображений

талла, и те же силы, которые легко вызывали провисание и остающийся изгиб стержня, уже оказываются не в состоянии создать сколько-нибудь заметную деформацию.

Причины этого явления заключаются, очевидно, в том, что непрерывное пластическое деформирование, металла эквива­лентно в смысле нарушения связей внутри кристаллической решетки движению кристаллической решетки при высокой тем­пературе, и хотя металл остается холодным, так как упорядо­ченное движение, соответствующее быстро-переменным дефор­мациям, не проявляется в виде высокой температуры, он де­лается пластичным так же, как и при высокой температуре. Для детального исследования этого явления, которое имеет весьма важное значение для выяснения природы пластических дефор­маций, в настоящее время в лаборатории молекулярной физики СФТИ ставится целый ряд дальнейших работ.

В области прочности металлов в числе других работ была проведена совместно с Институтом металлов поставленная по инициативе проф. В. Д. Кузнецова весьма важная для сибир-

ского транспорта работа о холодноломкости рельсовой стали. Причиной для постановки ее явился выдвинутый на Западно­сибирской научной конференции в 1930 г. вопрос о причинах резкого увеличения числа лопнувших рельс, поломок вагонных осей, разрывов сцепных приборов на железных дорогах Си­бири в периоды наиболее низких температур сибирской зимы и о мерах борьбы с этим явлением. В лаборатории СФТИ была разрешена первая часть этого вопроса. Были произведены из­мерения удельной вязкости (характеризующей хрупкость ме­талла) образцов рельсовой стали при различных температурах. Оказалось, что с понижением температуры удельная вязкость обычной рельсовой стали быстро понижается, причем около — 40° плавное понижение этой величины резко прекращается, и дальше уже до температуры жидкого воздуха вязкость сохра­няет почти одно и то же значение, причем настолько малое, что при сравнительно слабом ударе образец разламывается (измерения производились на копре Шарпи). Таким образом было установлено что при — 40° сталь делается хрупкой — предел прочности оказывается ниже предела упругости, что и приводит к повышению аварийности в зимние месяцы. Вторая часть работы — отыскание мер борьбы с повышенной хруп­костью — выполнена Сибирским институтом металлов под ру­ководством проф. А. Н. Добровидова. Оказалось, что, доби­ваясь посредством несложной термической обработки получе­ния мелкокристаллической, так называемой сорбитовой струк­туры стали, можно перенести критическую точку кривой вязкости к — 60°, так что при самых низких температурах си­бирской зимы сталь сохраняет вязкость, обеспечивающую не­обходимый запас прочности. В настоящее время детали техно­логического процесса производства сорбитизированных рельсов продолжают разрабатываться в Сибирском институте металлов.

Ряд работ лаборатории посвящен изучению процессов кри­сталлизации, рекристаллизации и двойникованию монокристал­лов. Среди работ по кристаллизации нужно отметить работы, связанные с изучением условий кристаллизации стальных слит­ков. Работы эти ведутся не непосредственно со сталью, а с цинком и висмутом. В работах по исследованию пластических деформаций много внимания уделяется опытам с монокристал-

лами. Техника изготовлений монокристаллов висмута, цинка и меди по видоизмененному методу Обреимова и Шубникова ла­бораторией хорошо освоена.

Большим недостатком работ СФТИ в области механических свойств твердого тела является то, что до сего времени не на­лажен рентгеновский структурный анализ., несмотря на нали­чие в рентгеновской лаборатории СФТИ соответствующих кад­ров и оборудования.

Лаборатория молекулярной физики тесно связана с Инсти­тутом металлов и со Сталинским металлургическим заводом и тематика лаборатории непосредственно соприкасается с веду­щими проблемами второй угольно-металлургической базы.

Лаборатория физической химии основную работу ведет в области изучения электропроводности неводных растворов. Продолжая работы Плотникова, Избекова и др. по изучению аномального характера электропроводности растворов галоид­ных солей в органических растворителях, проф. М. И. Усано­вич с учениками взамен весьма гипотетической теории молеку­лярного резонанса акад. Плотникова дал убедительные доказа­тельства того, что в большинстве неводных растворов электро­проводность связана с возникновением комплексных соедине­ний растворенного вещества с растворителем, причем ионы получаются уже не в результате диссоциации молекул раство­ренного вещества, а в результате диссорциации образующихся комплексов.

В процессе работ по исследованию электропроводности проф. М. И. Усанович разработал новый метод физико-хими­ческого анализа, позволяющий обнаруживать неустойчивые комплексные соединения, образующиеся в неводных растворах. Метод проф. Усановича заключается в изучении хода кривых зависимости температурного коэфициента электропроводности от концентрации. При концентрациях, соответствующих соста­ву образующихся в растворе комплексных соединений, кривая температурного коэфициента электропроводности имеет либо максимум, либо минимум, либо точку перегиба, что соответству­ет обращению в ноль первой производной температурного коэфициента по концентрации.

Работы по электрохимии неводных растворов предполагается

связать с проблемами электропроводности расплавленных со­лей.

Таким образом намечается включение лаборатории в разре­шение проблем, связанных с индустриализацией Сибири.

Группа работ, непосредственно прилегающих к электрохи­мии, ведется Л. Е. Сабининой в области коррозии. Проблема

Эти проблемы непосредственно связаны с ведущимися груп­пой работами по активированной адсорбции и гетерогенному

катализу, так как работы эти ведутся на основе развиваемого работниками группы взгляда на адсорбцию и катализ как на сложный процесс, имеющий ряд типичных свойств химических реакций.

Основным стержнем работ радиолаборатории являются ра­боты в области излучения и распространения электромагнитных волн.

Этот результат подтверждает важное значение создания се­ти 100 квт. станций в Азиатской части СССР. Кроме того на­блюдения за напряженностью поля сверхмощной 500 квт. стан­ции Москва показали нам, что летом, даже при такой мощ­ности, напряженность поля на расстоянии 4000 км не превышает 50 микровольт на метр, откуда вытекает задача постройки в Азиатской части СССР второго 500 квт. передатчика, который мог бы в случае необходимости через бронзовую телефонную линию транслировать московскую передачу.

Измерительной радиостанцией ведутся систематические на­блюдения за периодическими колебаниями поля длинноволно­вых станций («длинноволновые феддинги»).

Особый интерес представляет одновременная фотозапись, напряженности поля двух радиостанций, передающих на раз-

ных волнах из одного пункта. В ряде случаев здесь наблюдается параллельный ход напряженности поля при совершенно раз­личных волнах, что свидетельствует о наличии факторов неин­терференционного происхождения, влияющих на напряженность поля независимо от длины волны. Эти исследования так же, как и подготовляемая лабораторией к спуску установка для из­мерения высоты слоя Хевисайда, служат началом ряда работ по изучению структуры и процессов в ионосфере — в слое Хе­висайда. В процессе работ по исследованию распространения электромагнитых волн очень отчетливо выявились большие де­фекты в организации исследовательских работ в этой области. Проблемы по существу чисто географического характера до сих пор затрагиваются сколько-нибудь серьезно только со сто­роны чисто физической и радиотехнической. Вместе с тем ис­следования в области «радиометеорологии» без единого плана комплексного исследования ионосферы как геофизического объекта имеют весьма относительную ценность. Это обстоятель­ство заставляет настойчиво требовать объединения работ по ис­следованию распространения радиоволн с геофизическими ис­следованиями. Соответствующие предложения СФТИ выдвига­ет в настоящее время перед геофизическими учреждениями Академии наук. В дальнейшем при организации Западно-сибир­ского филиала Академии наук эта область работ могла бы быть полностью передана от СФТИ Геофизическому институту филиала.

В связи с широким применением геофизических методов раз­ведки в Западной Сибири радиолабораторией СФТИ ведутся работы по отдельным вопросам ондометрии (разведка при по­мощи электромагнитных волн). Здесь взята одна задача — из­мерение коэфициентов поглощения электромагнитных волн в горных породах и вообще в сильно поглощающих средах. До последнего времени не существовало достаточно удовлетвори­тельных методов измерения коэфициентов поглощения электро­магнитных волн при сравнительно большой длине волны в ус­ловиях, отвечающих условиям поглощения энергии свободно распространяющихся в поглощающей сфере волн (поглощение, соответствующее как электрической, так и магнитной соста­вляющей поля). Для получения возможности производить по-

добные измерения в лабораторных условиях с небольшими ко­личествами исследуемого материала В. Кессенихом и М. Соля­ником разработан метод, основанный на применении бегущей волны в двухпроводной линии, окруженной исследуемой сре­дой. Этот метод дает возможность измерять коэфициенты по­

глощения сильно поглощающих сред, превышающие 10^-4 .

Дальнейшая работа ведется в направлении усовершенство­вания аппаратуры и систематического исследования ряда мате­риалов. Этот метод предполагается применить к исследованию поглощения в сильных электролитах.

Работы по физике диэлектриков, ведущиеся в СФТИ, нашли отражение в радиолаборатории в виде исследования потерь в твердых диэлектриках.

В работах этих принимает участие лаборатория электронных явлений путем постановки опытов с влиянием на потери фото­электропроводности. В дальнейшем предполагается также про­ведение параллельных исследований электропроводности (А. Н. Вендерович).

Группа телевидения радиолаборатии ведет теоретическую работу по теории четкости изображения и большую конструк­торскую и организационную работу по развитию телевидения в Сибири. В настоящее время аспирантом радиолаборатории В. Денисовым закончено оборудование телевизионным и телеки­нопередатчиком 100 квт. Новосибирской радиостанции (РВ-76). К моменту пуска эта установка, наряду с телепередатчиком Ле­нинградской 100 квт. станции, представляла самую мощную в мире телевещательную установку.

Группа электроакустики и радиоизмерений под руководством

доц. А. Б. Сапожникова ведет работы по высокочастотным из­мерениям, по конструкции и градуировке высокочастотной ап­паратуры. А. Б. Сапожниковым разработан ряд измерительных методов и схем (например, диференциальный термоэлектри­ческий ваттметр). По заданию краевых организаций группа оборудовала акустическую лабораторию, в которой ведутся акустические исследования, связанные со строительством Дома культуры и науки в Новосибирске.

Акустические задачи, выдвигаемые единственным в мире по своим архитектурным особенностям зрительным залом этого театра (зал на 3000 зрителей со сферическим куполом), заклю­чаются в исследовании на модели возможности устранения вредного влияния сферического купола путем облицовки внут­ренней поверхности купола звукопоглощающим материалом. Для проведения этих исследований при СФТИ построена мо­дель 50-метрового здания ДКН в одну шестую натуральной ве­личины.

Группа электродинамики излучающих систем занимается во­просами теории расчета электродинамических параметров ан­тенн. Особое внимание уделяется теории волн в одиночном про­воде. В связи с известным парадоксом о бесконечной величине самоиндукции на единицу длины и волнового сопротивления бесконечно длинного одиночного провода и попытками П. Штейнметца найти разрешение этого парадокса, — разрабо­тана теория волн в одиночном бесконечном длинном проводе при сосредоточенном источнике энергии и указан путь для определения электродинамических параметров излучающих си­стем, путь, основанный на применении понятия связанной энер­гии переменного периодического поля.

В связи с теоретической работой ставятся некоторые изме­рения электродинамических параметров излучающих систем (волновое сопротивление и сопротивление излучения диполь­ной антенны).

Лаборатория электронных явлений СФТИ организована проф. П. С. Тартаковским. П. С. Тартаковский, будучи сотруд­ником СФТИ, впервые в СССР произвел опыты по диффрак­ции электронов. Одновременно он начал в СФТИ работы по фотоэлектропроводности твердых диэлектриков. Работы в